Nová metoda měření protiskluznosti podlah

Na úvod jedna citace z tiskové zprávy Státního úřadu inspekce práce ze dne 10. května 2014: Zhruba 25 % se na celkové pracovní úrazovosti v zemích Evropské unie podílí pracovní úrazy vzniklé při uklouznutí či zakopnutí. Co se délky rekonvalescence postiženého týče, představují tyto úrazy asi 15 % úrazů s absencí zaměstnance v práci trvající déle než 3 dny a 35 % z nich si vyžádá pracovní neschopnost postiženého zaměstnance delší než jeden měsíc.

Tato zpráva je potvrzením, že nelze podceňovat hodnoty protiskluznosti podlah. Jak vybrat povrch podlahy, aby nebyl kluzký a byl bezpečný, je velmi složité. Vybraný design, který se nám líbí u keramických dlažeb, mnohdy nemusí splňovat požadavky norem a předpisů na protiskluznost pro daný prostor.

Klíčovým parametrem při stanovování hodnot proskluznosti keramických, ale i jiných podlahovin je koeficient smykového tření. Koeficient tření (KT) udává odolnost dlažby ve smykovém tření, úzce souvisejícím s trakcí a kluzkostí. Při výběru dlažby z hlediska bezpečnosti pohybu osob s možností uklouznutí jde o velmi důležité kritérium. Z hodnot smykového tření nás více zajímá i KT měřený za mokra vzhledem k použití keramických dlažeb v koupelnách a jiných prostorách, které jsou zatíženy odstřikující vodou.

V České republice se metodika posuzování keramických dlažeb popisuje jako evropská Technická specifikace CEN/TS 16165 v ČSN 72 5191 a ČSN 744505, kde se uvádí několik metod k popisu protiskluzných vlastností dlažeb. Jsou popsány tyto zkušební metody:

Metoda A
Stanovení dynamického součinitele tření, kdy se měří pomocí jezdce pohybujícího se konstantní rychlostí po povrchu dlaždice.

Metoda B
Stanovení statického součinitele tření. Statický součinitel tření se měří určením síly nutné k uvedení do pohybu jezdce z klidové polohy na vodorovném keramickém prvku.

Metoda C
Stanovení skluzu na nakloněné rovině (metoda měření skluzu na lávce). Úhel skluzu se měří pomocí nakloněné roviny, která je nastavována tak, až dojde ke skluzu osoby stojící na nakloněné rovině.
Stanovení úhlu skluzu a kluzných vlastností pro mokré a suché povrchy, po kterých se chodí bosou nohou, v souladu s normou DIN 5197 a stanovení úhlu skluzu a kluzných vlastností pro pracovní prostory a plochy s nebezpečím uklouznutí v souladu s normou DIN 51 130 na nakloněné rovině. Tato metoda je schválena ve většině zemí. Výsledkem jsou nám známé hodnoty protiskluznosti dlažeb R9 až R13. 

Metoda D
Stanovení protiskluznosti metodou vychýlení kyvadla (Pendulum).

Hodnoty protiskluznosti, resp. kluznosti, podle ČSN 744505 Podlahy – všeobecná část jsou upraveny následovně:
Podlahy bytových a pobytových místností udává i pro mokré povrchy:
– součinitel smykového tření nejméně 0,3 nebo
– hodnoty výkyvu kyvadla nejméně 30 nebo
– úhel kluzu nejméně 6 °.

Do této kategorie patří i soukromé terasy, balkóny, lodžie apod. V případě, že podlaha není kryta před deštěm, musí být požadavky splněny i při mokrém provozu.

Podlahy a povrch pochozích ploch části staveb určených pro veřejnost:
– součinitel smykového tření nejméně 0,5 nebo
– hodnoty výkyvu kyvadla nejméně 40 nebo
– úhel kluzu nejméně 10 °.

Do této kategorie patří i veřejné terasy, balkóny, lodžie apod. V případě, že tyto prostory nejsou kryté před deštěm, musí splňovat podmínky i při mokrém povrchu.

Kritéria protiskluznosti jsou u části staveb užívaných veřejností, kde je možno stát nebo chodit bosou nohou za mokra (např. ochozy okolo bazénů, sprchy, dna v neplaveckých bazénech s hloubkou větší než 80 cm, v neplaveckých bazénech s vlnobitím, schody vedoucí do vody max. 1 m široké opatřené oboustrannými madly, schody mimo bazény) následující:
– úhel skluzu nejméně 18 °.

Povrchy podlah, kde je možno stát nebo chodit bosýma nohama a které nemohou být zkoušeny metodou úhlu kluzu, musí vykazovat hodnotu výkyvu kyvadla za mokra nejméně 45.

ČSN 72 5191 v tab. C2 pro metodu C, tj. měření na nakloněné lávce uvádí přesnější rozdělení – viz tabulka C2. Pro zkoušku bosou nohou jsou hodnoty v tab. C3. Poznámka: Technický list č. 24 obsahuje ještě příklady požadavků na protiskluznost dlažeb podle použité než ČSN 725191 a ČSN 744505.

Pro metodu D (metoda kyvadla) ČSN 72 5191 v tab. D1 uvádí hodnoty – viz tabulka D1.

Tabulka C2 pro metodu C, tj. měření na nakloněné lávce

Hodnota úhlu skluzu	Označení	Doporučené použití
Dolní mez 6 ° horní mez 10 °	R9	Např. dlažby do prostor laboratoří, masážních místnosti, ordinace praktických lékařů, místnosti pro žehlení a mandlování, místnosti pro zájmové kroužky
Dolní mez >10 ° horní mez 19 °	R10	Dlažby do prostor skladů, kuchyní v hotelech garni, kuchyní využívající polotovary, pro záchody, umývárny
Dolní mez >19 ° horní mez 27 °	R11	Kuchyně do 100 obědů za den, prodejny, letištní haly, autoservisy apod.
Dolní mez >27 ° horní mez 35 °	R12	Kuchyně nad 100 obědů za den, mlékárny, chladírny apod.
Dolní mez >35 °	R13	Rafinérie tuků, koželužny, jatka, výroba uzenin a lahůdek apod.

Tabulka C3

Hodnota úhlu skluzu	Označení	Doporučené použití
Úhel skluzu ≥ 12 °	A	Chodby, převlékárny, brouzdaliště, dno bazénu hl. nad 80 cm, sauny, odpočívárny
Úhel skluzu ≥ 18 °	B	Sprchy, schody mimo bazény, dno bazénu hl. do 80 cm
Úhel skluzu ≥ 24 °	C	Schody do vody, šikmé okraje bazénů, průchozí bazény

Tabulka D1

Třída	Hodnoty výchylky kyvadla	Charakteristika
Třída K1	výchylka kyvadla ≤ 25	Povrch extrémně nebezpečný
Třída K2	25 <výchylka kyvadla ≤ 35	Povrch nedostatečně bezpečný
Třída K3	35 <výchylka kyvadla ≤ 65	Povrch bezpečný
Třída K4	výchylka kyvadla > 65	Povrch extrémně bezpečný

Tato metoda se u nás pro keramické dlažby až na výjimky prakticky nepoužívá.

Technický katalog RAKO 2014

Oblast použití	Předpis	Požadovaná hodnota	Platnost pro
Podlahy bytových a pobytových místností	Vyhl. MMR č. 268/2006 Sb. ČSN 74 4505 Podlahy	Součinitel smykového tření µ ≥ 0,3	ČR
Podlahy staveb užívaných veřejností	Vyhl. MMR č. 268/2006 Sb. ČSN 74 4505 Podlahy	Součinitel smykového tření µ ≥ 0,5	ČR
Pro osoby s omezenou schopností pohybu, schodiště a šikmé rampy	Vyhl. MMR č. 398/2009 Sb. ČSN 73 4130 Sb. Schodiště	Součinitel smykového tření µ ≥ 0,5 + tgα	ČR
Šatny, chodby pro chůzi na boso…	ČSN EN 13451-1 Plavecké bazény ČSN 73 4108 Hygienická zařízení a šatny; GUV 26.18 bezpečnostní předpis Německo; DIN 51 097	úhel skluzu > 12 °	ČR, EU
Veřejné sprchy, ochozy bazénů brouzdaliště, schody apod.		úhel skluzu > 18 °	ČR, EU
Startovací bloky schody do vody, šikmé okraje…		úhel skluzu > 24°	ČR, EU
Podlahy staveb užívaných veřejností	ASR A1.5 bezpečnostní předpis Německo; DIN 51 130	Úhel skluzu od 6 ° do 35 °	Německo, EU, doporučeno pro ČR

Jak se v tom vyznat?
Prvním problémem je otázka, jaká je korelace mezi metodou A a metodou B při stanovení součinitele smykového tření, ale i k metodě C. Dalším problémem je, kde získat údaje součinitele smykového tření za mokra, které nás nejvíce zajímají z hlediska bezpečnosti.

Vyspělí výrobci ve svých technických pokynech udávají podrobnější údaje o použitelnosti svých výrobků a vydávají souhrnné přehledy požadavků na protiskluznost podlah podle oblasti použití, jak je vidět v tabulce RAKO.

Současně se snaží uvést i přibližný převod mezi hodnotou součinitele smykového tření a hodnotou R. To je však jen u nových, nepoužitých výrobků. U řady výrobců se však údaje velmi složitě dohledávají v technických katalozích a někdy se vyplatí kontaktovat přímo výrobce nebo hlavního dovozce.

Je logické, že popsat chůzi člověka (protože je to tak složitý proces, o jehož napodobení se výzkumníci robotů snažili po celých 20 let, než se podařilo sestrojit robota, který byl schopen imitovat lidskou chůzi) je těžké. Jednotlivé metody stanovení hodnot skluznosti dává specifický náhled o vlastnostech povrchu keramické dlažby. K tomu přistupuje další řada praktických problémů, kdy současné metody jsou do jisté míry nespolehlivé, zejména u nových povrchových úprav dlažeb leštěním nebo lapováním. Každá metoda má svoje výhody a nevýhody. Většinou jde o laboratorní metody, které stanovují hodnoty na nepoužitém výrobku. Složité jsou i kalibrace nebo použití pomocných látek pro navlhčení dlažby, kdy např. doporučení použití přípravku Jar se jeví v normě jako zcela nevhodné, protože tento přípravek je určený po mytí nádobí, a nikoli podlah (jde o zásaditý prostředek, který způsobuje vysrážení nečistot, přípravky pro mytí po-dlah jsou kyselé). Praxe však vyžaduje také měření v konkrétních podmínkách průběhu životního cyklu podlahy, protože je v zájmu uživatele, aby podlaha vykazovala parametry bezpečnosti po celou dobu své životnosti tak, jak to např. vyžadují bezpečnostní předpisy v USA. Měření v průběhu životního cyklu je důležité z mnoha hledisek, např. z hlediska:
– použitých čisticích prostředků na údržbu po-dlah – mohou výrazně ovlivnit protiskluznost včetně závislosti vlhkosti a teploty;
– opotřebení podlahy v průběhu užívání.

Žádná z metod však nekopíruje trajektorii nohy a způsob chůze. Dynamické zkoušky na navlhčeném povrchu zdaleka nenahradí reálný pohyb. Každý člověk má svůj osobitý způsob chůze, resp. našlapování na podlahu (obr. 1). Lze rozdělit způsob našlapování na podlahu na dvě základní skupiny:
– skupina A – našlapování shora, kdy trajektorie má větší úhel;
– skupina B, kde trajektorie našlapování je pod nízkým úhlem (viz obr. 1).

To by ještě byla snadná typologie, jenže k tomu musíme přiřadit řadu variant spočívajících v dynamice pohybu člověka (jeho rychlost, hmotnost apod.), druhu podešve a v neposlední řadě typ podlahoviny, kterou je v našem případě keramická dlažba s různými vlastnostmi povrchu, a k tomu nesmíme zapomenout na případné nánosy nečistot nebo jen čisticích prostředků, a to v kombinaci za sucha nebo za mokra (silně navlhčený povrch nebo povrch s kapkami vody). To vše vytváří velmi složitý systém.

V současné době se tento problém řeší v rámci ISO a CEN a je snaha o sjednocení metod. Vývoj metod měření skluznosti podlah pokračuje. Poslední metoda, která je známá jako DCOF AcuTest SM, měří především dynamické tření, což je třecí odpor překonávaný již za pohybu. Jak u statického koeficientu tření (SKT), tak dynamického koeficientu tření (DKT) dochází k prokluzu, pokud se tlačí větší silou, než je síla, které může povrch odolat.

Vědci na univerzitě ve Wuppertalu v Německu studiem osob chodících po šikmých deskách objevili vztah mezi tangenciální silou a vertikální silou potřebnou pro spolehlivou trakci. Poté brali v úvahu mnoho různých kluzných podmínek, různé způsoby lidské chůze po povrchu a mnohaleté nehodové statistiky, aby doporučili německé státní pojišťovně minimální hodnotu DKT za mokra, činící pro podlahové krytiny 0,421.

Jaký je vztah mezi koeficientem smykového tření za sucha a za mokra? Měření prokázala minimální hodnotu SKT za mokra 0,6. Nově požadovaná hodnota vychází z rozsáhlého výzkumu v Evropě a v USA. Bylo provedeno mnoho studií, kdy např. TCNA (Tile Council of North America) v jedné studii zkoušela více než 300 povrchů dlažeb. Na základě toho zjistili vědci z TCNA, že by hodnota SKT za mokra 0,60 měla být v průměru srovnatelná s hodnotou DKT za mokra 0,42. Intenzivní výzkum protiskluznosti byl způsoben tím, že v USA se protiskluznost dlouhá léta nesledovala, na rozdíl od Evropy. Teprve se změnami v technologii výroby dlažeb a nabídkou nových povrchů, které způsobovaly více nehod z důvodu uklouznutí, došlo k intenzívnímu vývoji, protože, jak již bylo uvedeno, některé povrchy vykazují při měření značný rozptyl údajů a tím se došlo k závěru, že současné metody u těchto povrchů selhávají a je nutné najít jiný, spolehlivější způsob zjišťování protiskluznosti.

S přihlédnutím k výzkumu v TCNA a mnohaletému výzkumu v Evropě rozhodl Výbor pro akreditované normy ANSI A108 přijmout další bezpečnostní opatření a revidoval dosavadní požadavky na hodnotu pro SKT za mokra 0,60 a současně potvrdil naměřené údaje metodou DCOF AccuTest pro DKT za mokra v hodnotě 0,42 pro horizontální vnitřní prostory navržené jako pochozí za mokra. Ne všechny dlažby s hodnotou DCOF AccuTest pro DKT ≥ 0,42 jsou však vhodné pro všechny horizontální vnitřní prostory. Kromě povinného přechodu od SKT k DKT dnes norma požaduje minimální hodnotu zkoušky DCOF AccuTest za mokra 0,42 pro keramické dlažby pro horizontální vnitřní prostory navrhované jako pochozí za mokra. Podle této normy jsou dlažby s hodnotou zkoušky DCOF AcuTest za mokra nižší než 0,40 vhodné pouze pro podlahové plochy, které budou udržovány suché. Do této kategorie obecně spadají leštěné dlažby. Projektant určí typ dlažby vhodné pro konkrétní podmínky daného projektu, s přihlédnutím k typu použití, provozu, odvodnění, jak jsou dlažby profilovány nebo strukturovány, očekávaným kontaminantům, očekávané údržbě, očekávanému opotřebení, pokynům a doporučením výrobce. Měření pomocí metody DCOF AccuTest nelze přímo srovnávat s jednotlivými dlažbami ani korelovat pro jednotlivé dlažby s dosavadními v Evropě uznanými metodami, protože při nich byla použita různá čidla a byly provedeny za jiných zkušebních podmínek a s jinými měřicími přístroji. Pro metodu DCOF AccuTest byl vyvinut nový přístroj BOT-3000, resp. BOT-3000E (obr. 2).

Výhodou tohoto přístroje je možnost použití nejen v laboratoři, ale také v terénu. Všechny výrobky, které jsou určeny pro severoamerický trh, musí mít atest podle metody DOCF AccuTest. To platí i pro všechny evropské exportéry. V Evropě je současnosti pouze jedna zkušebna, která nabízí provedení testů podle DOCF AccuTest. Zřejmě v následujícím období dojde při jednáních normalizačních skupin ISO a CEN k predikování dalšího vývoje.

Řešením protiskluznosti dlažeb se zabývají i národní svazy obkladačů, což potvrdil Ing. Wolfgang Steindl, prezident Österreichische Fliesenverband, na Workshopu 3 v Bratislavě v rámci projektu Správné praxe při obkládání keramikou, sklem a kamenem, kde byl prezentován další výstup projektu – Příručka II obsahující technický list věnovaný protiskluznosti zpracovaný podle Merkblattu, který vydal další partner projektu SPV Schweizerische Plattenverband.

EDUARD JUSTA
foto archiv autora

Literatura:
1) Příručka pro obkládání keramikou, sklem a kamenem I, SiliS 2014.
2) Příručka pro obkládání keramikou, sklem a kamenem II, SiliS 2015, Technický list č. 24 – Seznam požadavků na podlahové nášlapné vrstvy.
3) FISCHER, H. Berleitung der Rutschsicherheit von Fussenboden, Schriftenriehe der Bundesanstalt für Arbeitschutz u. Arberit Medizin, Sonderschrift 85, 2005.
4) Technical Bulletin TCNA.2013.
5) NEEL, Jim: What is friction, and how does it relate to slip resistance?, Focus October 2013.

PhDr. Eduard Justa (*1949)
studoval po střední průmyslové škole keramické strojní inženýrství, absolvoval Univerzitu Karlovu, Filozofickou fakultu, kde složil rigorózní zkoušku v r. 1986. Pracoval v Čsl. keramických závodech, Stavivech, ale i ve státní správě a vykonává průběžně poradenskou a znaleckou činnost v oblasti stavební keramiky a obkládání. V současné době pracuje na systému vzdělávání a zavedení mistrovských zkoušek a dalších projektech.